[发明专利]可宽带线性调频窄线宽激光装置

说明书

一种可宽带线性调频窄线宽激光装置，包括：一激光器；一光分束器，其输入端与激光器的输出端连接；一鉴频器，其输入端与光分束器的输出端连接；一PID控制器，其输出端与激光器的输入端连接，其输入端与鉴频器的输出端连接；一调制器，其输入端口1与光分束器的输出端连接；一可调谐微波源，其输出端与调制器的输入端口2连接；一光滤波器，其输入端与调制器的输出端连接；一光放大器，其输入端与光滤波器的输出端连接；该装置可以解决常用的窄线宽激光器调频范围受限、调频线性度差等问题。利用可调谐微波源对窄线宽激光进行载波抑制单边带调制，实现对窄线宽激光大范围内的线性调频。

技术领域

本发明涉及激光频率调频，特别是一种可宽带线性调频窄线宽激光装置。

背景技术

具有宽带线性调频能力的窄线宽激光光源在合成孔径激光雷达、卫星通信、相干光通信、高分辨率光谱、微波信号的光学产生等前沿学科和高科技领域有重要的应用需求。目前，国内外窄线宽激光器迅速发展，目前窄线宽的半导体激光器线宽已经达到了kHz量级，窄线宽的光纤激光器已经达到了Hz量级。通过直接控制激光器腔内元件，半导体激光器波长调谐范围可达几十乃至上百纳米；利用腔外部调制器或光学锁相的方法可以实现对激光频率快速灵活的操控。但是，在对激光器进行调频时，如何同时保证其激光的窄线宽，并且提高调频速度、调频范围及线性度是一大挑战，故激光宽带线性调频技术具有重要的研究和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提出一种大范围内可线性调频的窄线宽激光装置。该装置可以解决常用的窄线宽激光器调频范围受限、调频线性度差等问题。利用可调谐微波源对窄线宽激光进行载波抑制单边带调制，实现对窄线宽激光大范围内的线性调频。

本发明提供一种可宽带线性调频窄线宽激光装置，包括：

一激光器；

一光分束器，其输入端与激光器的输出端连接；

一鉴频器，其输入端与光分束器的输出端连接，该鉴频器用来跟踪锁定激光器的频率；

一PID控制器，其输出端与激光器的输入端连接，其输入端与鉴频器的输出端连接，所述的PID控制器在环路锁定的带宽范围内纠正激光器频率的波动；

一调制器，其输入端口1与光分束器的输出端连接；

一可调谐微波源，其输出端与调制器的输入端口2连接；

一光滤波器，其输入端与调制器的输出端连接；

一光放大器，其输入端与光滤波器的输出端连接；

所述激光器、鉴频器和PID控制器组合实现窄线宽稳频激光输出；

所述调制器、可调谐微波源和光滤波器对输入的窄线宽激光进行的调制形式是载波抑制单边带调制。

本发明的有益效果如下：

1.利用载波抑制单边带调制直接对窄线宽激光进行移频，可实现大范围内的调频，调频范围与所使用调制器的带宽相关，对于目前的调制器来说，可达数十千兆赫兹(GHz)。

2.利用载波抑制单边带调制对窄线宽激光进行移频，可实现快速稳定的调频。如果通过改变激光器自身的参数(电流或温度)进行调谐，需要数十个振荡周期才能稳定输出，在稳定输出之前会有功率和频率的抖动，这种抖动会导致激光器的线宽展宽，激光器的噪声也会变大。而使用宽带调制器对激光进行载波抑制单边带调制，就可实现快速稳定的移频。

3.利用载波抑制单边带调制对窄线宽激光进行移频，只需控制可调谐微波源输出微波频率随时间线性变化，就可以实现窄线宽激光输出频率的线性可调谐。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：